设计研究 fDesign&Research
500kW绝热CAES空压机优化设计张学林12，王思贤12，季伟，薛小代1，王俊杰
(1.中国科学院低温工程学重点实验室（理化技术研究所），北京100190；2.中国科学院大学，北京100049）
[摘要]：绝热压缩空气储能(ACAES是一种有效的电网调节技术。空压机作为能源输入设备，不但直接决定着系统效率，其排气温度也对系统中回热循环及透平机的高效遂行存在校大影响；基于低能耗、高排气温度的要求对500kW压缩空
气储能项目的空压机进行优化设计，并提出背压跟随式分段压缩的实际运行方案，能够使系统效率提升26.2%。[关键词]：绝热压缩空气储能；优化设计；高排气温度；效率提升
中图分类号：TH45
文献标志码：A
文章编号：10062971(2015)01001604
OptimalDesignofAirCompressorSetfor5o0kWAdiabaticCAES ZHANG Xue-lint-2, WANG Si-xian'-2, JI Wei', XUE Xiao-dai', WANG Jun-jie
(1. Key Laboratory of Cryogenics, TIPC, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; 2.University of Chinese Academy of Seiences, Beijing 100049, China)
Abstract:Adiabatic Compressed Air Energy Storage (ACAES) system is an effective grid controlling technique, As the input port of whole system, the air compressor set directly affects the system efficiency, also its exhaust temperature has greater influence on the regenerative cycle and the high efficient operating of turbine. Taking the factors such as low energy consumption and high exhaust temperature into consideration, the compressor set of an ACAES project was designed and optimized in this paper, An operation scheme has been made in which multistage compressor would run with segments depending on the difference of backpressure, Conse-quently, the efficiency of whole system would risen by 26.2%.
Key words: ACAES; optimal design; high exhaust temperature; efficiency improvement
1引言
绝热压缩空气储能（AdiabaticCompressed AirEnergyStorage，ACAES）是应用于峰谷负荷调节及促进可再生能源消纳的电网优化技术，对于构建智能电网、平衡供需具有重要作用。该技术的原理是应用网间低谷负荷或可再生能源并网受限的电力生产高压空气，并在用电高峰或应急供电时利用高压空气推动透平发电。回热循环为该系统的高效运行提供保障，如图1所示的系统简图，通过换热系统将空压机组产生的高温高压排气中的压缩热存储起来，并用于加热透平进气，
收稿日期：2014-06-24
基金项目：国家电网科技项目(KJ-2012-627)；中科院低温
工程学重点实验室青年科技创新项目（CRYOQN201304） 16Compresso
压缩配技术
除电力输人输出之外，该系统理论上与外界不存在任何热量的交换。因而，不考虑系统漏气与漏热时，ACAES系统的效率仅由压缩效率、回热效率和透平效率3部分决定，即mcAs=mmain Tti。除自身效率的因素外，空压机的排气温度对回热循环效率及透平出力的影响也间接影响着系统效率，因而对用于ACAES系统的空压机应通过自身能耗和排气温度两项指标进行评价。
在工业应用中，一般要求空压机组在某一设定进气流量或排气压力工况下稳定持续工作，且需要控制排气温度在较低值；而在ACAES系统中，空压机组的应用有以下特点：
（1）机组背压随储气压力的上升实时变化，
空压机组全程工作在非稳态；
(2）压缩过程需力求逼近绝热压缩，以实现
2015年01期（总第249期）量